DE10240191B4

DE10240191B4 - Spinnvlies aus endlosen Filamenten

Info

Publication number: DE10240191B4
Application number: DE10240191A
Authority: DE
Inventors: Ralf Sodemann; Michael Voges
Original assignee: Corovin GmbH
Current assignee: Fiberweb Corovin GmbH
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: EP1570120B1; ES2331734T3; DE10240191A1; WO2004020722A3; WO2004020722A2; AU2003253349A8; JP2005536659A; EP1570120A2; DE60329122D1; US20050164588A1; AU2003253349A1; ATE441751T1; US7326663B2

Abstract

Spinnvlies aus thermoplastischem Material, wobei die Mikrofilamente aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrofilamente eine Länge von mindestens fünf Zentimeter aufweisen, einen Filamentdurchmesser von unterhalb 1,0 μm haben und miteinander an diskreten Stellen verbunden sind, und dass die Mikrofilamente an der Oberfläche nur in Teilbereichen thermisch oxidiert sind, während andere Bereiche thermisch nicht oxidiert sind.

Description

Die vorliegenden Erfindung betrifft ein Spinnvlies aus thermoplastischem Material. Das Spinnvlies weist Mikrofilamente mit einem Filamentdurchmesser von unterhalb 2 μm auf, wobei die Mikrofilamente aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind.
Aus der EP 0 724 029 B1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses bekannt, bei der einer Spinndüsen nachgeschaltet eine Lavaldüse angeordnet ist. Das aus der Spinndüse austretenden thermoplastische Material wird mittels kalter Luft durch die Lavaldüse gezogen, wobei die Luft eine laminare Strömung bildet. Aus der EP 0 339 240 A2 ist ebenfalls eine Hintereinanderanordnung von Spinndüse und Lavaldüse bekannt. Jedoch wird hier ein heißes Inertgas zum Abkühlen und Verstecken der Fasern verwendet, wobei das verwendete Polyphenylensulfid der Fasern sich aufspleißt zu einzelnen Filamenten. Auch aus der WO 01/00909 A1 geht eine Vorrichtung hervor, die eine Spinndüse und eine nachgeschaltete Lavaldüse aufweist. Nach der WO 01/00909 A1 sorgt ein Druckgefälle über die Lavaldüse bei gleichzeitigem Überdruck in einer Faser dafür, dass die Faser aufplatzt. Aus einer Faser sollen sich eine Vielzahl von Filamenten ergeben.
Aus DE 689 29 260 T2 ist eine Spinnvliesanlage zur Herstellung eines Verbundvlieslaminats, mit einer Vorrichtung zur Herstellung der Lage aus schmelzgeblasenen Fasern und einer Vorrichtung zur Herstellung eines nichtgewebten Materials (Endlosfilamente) bekannt, wobei die schmelzgeblasenen Fasern mit dem nichtgewebten Material hydraulisch verworren und verflochten sind. Nach DE 689 29 260 T2 werden schmelzgeblasene Mikrofilamente mit Filamentdurchmessern bis zu 20 μm vorzugsweise im Bereich zwischen 2–12 mm hergestellt. Ebenso werden Makrofilamente mit Filamentdurchmessern bis zu 50 μm hergestellt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Technik und Anwendungsbereiche von aufgeplatzten Filamenten zu erweitern.
Diese Aufgabe wird mit einem Spinnvlies aus thermoplastischem Material mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Vorrichtungen, Verfahren und Anwendungen sind in den nachfolgen Ansprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Spinnvlies aus thermoplastischem Material mit Mikrofilamenten zur Verfügung, wobei die Mikrofilamente aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind. Die Mikrofilamente haben eine Länge von mindestens fünf Zentimeter, weisen einen Filamentdurchmesser von weniger als 1 μm auf und sind miteinander an diskreten Stellen verbunden. Das Spinnvlies unterscheidet sich dadurch von bisherigen bekannten Spinnvlieses, dass es verschiedene Eigenschaften verschiedener Spinnvliesverfahren miteinander kombiniert. Einerseits weist es Abmessungen auf, die ansonsten nur von schmelzgeblasenen Spinnvliesen bekannt sind. Zum anderen sind die Vielzahl von feinen Filamenten durch einen anderen Mechanismus erzeugt worden, der wiederum Freiheiten bezüglich der verwendbaren Materialien mit sich bringt. Vorzugsweise werden Mikrofilamente durch Aufplatzen erzeugt, die einen Filamentdurchmesser von weniger als 1 μm haben. Zur Herstellung der Mikrofilamente wird vollinhaltlich Bezug genommen auf die WO 01/00909 A1 insbesondere auch bezüglich der Gestaltung von Spinndüse, Lavaldüse, deren Abmessungen, Fluidzuführungen und verwendeten Materialien.
Die Erfindung sieht vor, dass die Mikrofilamente an der Oberfläche nur in Teilbereichen thermisch oxidiert sind, während andere Bereiche thermisch nicht oxidiert sind. Vorzugsweise wird das noch nicht aufgesplittete Filament nach Verlassen einer Spinndüse auf einer Temperatur gehalten, die es erlaubt, dass der Effekt einer thermischen bzw. chemischen Oxidation an der Filamentoberfläche auftritt. Insbesondere wird eine oxidierte Schichtdicke erzeugt, die geringer ist als das 0,15-fache des Filamentdurchmessers. Dazu wird insbesondere die Spinngeschwindigkeit entsprechend eingestellt wie auch der Abstand der Mündung der Spinndüse zu der nachfolgenden Lavaldüse. Gemäß einer Weiterbildung wird das thermoplastische Material auf eine Temperatur aufgeheizt, die über 300° Celsius liegt, insbesondere in einem Bereich zwischen 305° Celsius und 330°C Celsius. Das austretende thermoplastische Material, dass das Filament bildet, wird nach Austritt aus der Spinndüse vorzugsweise unverzüglich von einem Fluid umströmt, dass sauerstoffhaltig ist. Vorzugsweise weist das Fluid eine Temperatur auf, die oberhalb der Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials liegt.
Weiterhin kann das Spinnvlies, dass Mikrofilamente aus aufgeplatzten Filamenten aufweist, zusätzlich zumindest einen Zusatz aufweisen. Der Zusatz ist insbesondere ein Körper, der sich nicht in dem erhitzten Polymermaterial auflöst. Vielmehr geht der Körper mit dem thermoplastischem Material vorzugsweise eine Bindung ein. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung stellt der Zusatz zumindest teilweise eine Art Trennfläche für das Aufplatzen der Filamente zur Verfügung. Vorzugsweise hat der Zusatz als Körper eine längliche Form.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weisen die Filamente zumindest teilweise einen Körper als Zusatz auf, der einen Durchmesser aufweist, der zwischen das 0,3 bis 0,8-fache eines Durchmessers eines Filaments beträgt. Vorzugsweise weisen die Öffnungen in der Spinnplatte einen Durchmesser auf, der zwischen 1,2 Millimeter und 0,8 Millimeter beträgt. Eine derartige Dimensionierung erlaubt es, dass beispielsweise Additive eingesetzt werden können, die ansonsten aufgrund ihres Verhaltens, ihrer Abmessungen oder bezüglich sonstiger Eigenschaften nicht verwendbar sind. Auch sind Zusätze einsetzbar, die annähernd so groß wie die Öffnungen sind. Beispielweise werden Zusätze verwendet, die eine Größenordnung zwischen 0,1 Millimeter und 0,6 Millimeter aufweisen, insbesondere eine Größe zwischen einem Fünftel und der Hälfte der Öffnungsgröße.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weisen die Filamente des Spinnvlieses beispielsweise superabsorbierendes Polymer (SAP) auf. Das SAP ist in den Filamenten zumindest teilweise eingelagert und hat sich mit dem thermoplastischen Material der Filamente verbunden. Vorzugsweise ist etwa mindestens 15% bis etwa 45% der Filamentoberfläche mit SAP bedeckt.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Spinnvlies als Zusatz ein Additiv, insbesondere ein Farbadditiv aufweist. Beispielsweise können die Filamente Titandioxid zur Einfärbung aufweisen. Insbesondere bei Verwendung entsprechender Öffnungsparameter zur Erzeugung der Filamente gelingt es, ein stabiles Spinnen zu erzielen, selbst wenn der Anteil des Zusatzes prozentual sehr hoch ist. Vorzugsweise kann der Zusatz etwa 15% bis zu 50% Anteil am Filament ausmachen. Vorzugsweise weist das Spinnvlies einen Anteil an Zusatz von mindestens 10 Volumen-Prozent am Filament hat, vorzugsweise zwischen 15% und 35%.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Spinnvlies mit Mikrofilamenten erzeugt, wobei die Mikrofilamente aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind. Zumindest die Filamente weisen zumindest zwei unterschiedliche Werkstoffe auf. Vorzugsweise sind beide Werkstoffe derart ausgewählt, dass sie ein Aufplatzen der Filamente zu Mikrofilamenten unterstützen. Insbesondere können beide Werkstoffe miteinander vermischt der Spinndüse zugeführt werden. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die beiden Werkstoffe getrennt voneinander zugeführt werden und anschließend aus ihnen die Filamente erzeugt werden. Beispielsweise sind die Werkstoffe zwei thermoplastische Materialien, insbesondere zwei unterschiedliche Polymere. Vorzugsweise ist einer der beiden Werkstoffe ein Polypropylen, während der andere Werkstoff ein Polyethylen ist. Auch können beide Werkstoffe ein Polyolefingemisch sein. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die thermoplastischen Materialien einen unterschiedlichen MFI aufweisen. Vorzugsweise weist der eine Werkstoff einen MFI in einem Bereich zwischen 15 und 30 auf, der andere Werkstoff einen MFI zwischen 25 und 45 (gemessen bei 230°C; 2,16 kg).
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die unterschiedlichen Werkstoffe unterschiedliche Bereiche der Filamente formen. Beispielsweise bildet der Werkstoff mit einem geringeren Schmelzpunkt einen Innenbereich des Filaments, während der Werkstoff mit einem höheren Schmelzpunkt einen Außenbereich des Filaments bildet. Damit kann die Mikrofilamentbildung gesteuert werden. Der Innenbereich bleibt länger in einem quasi-flüssigen Status als der äußere Bereich. Dadurch kann ein Aufplatzen gezielter gesteuert werden. Auch besteht die Möglichkeit, den Werkstoff mit dem geringeren Schmelzpunkt in einem Außenbereich des Filaments anzuordnen, während der Werkstoff mit höherem Schmelzpunkt in einem Innenbereich des Filaments liegt. Dieses ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die Mikrofilamente beispielsweise eine nur teilweise oxidierte oder durch chemische Reaktion beeinflusste Oberfläche aufweisen sollen. Der außenliegende Werkstoff reagiert noch beispielsweise mit Luft, der innenliegende Werkstoff ist jedoch schon soweit abgekühlt, dass eine Reaktion beim oder direkt nach dem Aufplatzen vermieden ist.
Neben einer Kern-Mantel-Struktur der Filamente kann das Filament auch Segmente mit jeweils unterschiedlichen Werkstoffen aufweisen. Vorzugsweise trennen sich die Segmente zumindest teilweise voneinander und bilden jeweils Mikrofilamente. Insbesondere lässt sich beispielsweise auf diese Weise ein Spinnvlies erzeugen, dass eine Durchmischung von Mikrofilamenten aus zumindest teilweise unterschiedlichen Werkstoffen hat. Dadurch lassen sich unterschiedliche Werkstoffeigenschaften wie beispielsweise unterschiedliche Festigkeiten in einer einzigen Vliesschicht miteinander kombinieren.
Vorzugsweise wird mit der Spinnvliesschicht ein Barrierematerial erzeugt, dass eine Barriereeigenschaft, gemessen als eine Wassersäule, von mindestens 30 cm aufweist. Das Barrierematerial weist ein Spinnvlies aus Mikrofilamenten auf, die aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind. Insbesondere besteht die gesamte Barriere nur aus derartig erzeugten Mikrofilamenten. Vorzugsweise weist die Barriere ein Flächengewicht von unter 30 g/m² auf mit einer Barriereeigenschaft, gemessen als Wassersäule von über 40 cm bei einem Filamentdurchmesser von unter 0,1 μm.
Gemäß einer Weiterbildung ist das Barrierematerial eine Außenschicht eines Produktes. Das Barrierematerial weist insbesondere keinen Film auf. Vielmehr kann es eine zusätzliche Stützstruktur wie beispielsweise ein Gewebe, ein Netz oder auch ein weiteres Vlies aufweisen. Dadurch gelingt es insbesondere, einerseits eine hohe Festigkeit mit einer hohen Atmungsaktivität des Materials zu verbinden. Vorzugsweise weist das Barrierematerial eine Spinnvliesschicht aus schmelzgeblasenem thermoplastischen Material als Stützmaterial auf, auf welches die Mikrofilamente aufgebracht und an diskreten Orten durch Hitze- und Druckeinwirkung verbunden sind.
Eine bevorzugte Anwendung des Filamentvlieses ist die als Bauprodukt, das wasserdampfdurchlässig aber wasserundurchlässig ist. Vorzugsweise weist das Bauprodukt als Barrierematerial die Mikrofilamente auf, die aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind. Auch kann als Bauprodukt ein zwei- oder mehrlagiges Vlies verwendet werden, bei dem beispielsweise die Mikrofilamente zwischen zwei anderen Vlieslagen eingebettet sind.
Eine weitere bevorzugte Anwendung der Mikrofilamente ist die in Hygieneprodukten mit zumindest einer Spinnvliesschicht und einem flüssigkeitsabsorbierenden Kern. Die Spinnvliesschicht bildet eine Barriere für aus dem Kern austretende Flüssigkeit, wobei die Barriere aus Mikrofilamenten besteht, die aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind.
Eine weitere Anwendung der Mikrofilamente ist die in einem Hygieneprodukt mit zumindest einer Spinnvliesschicht als Oberlage und einem flüssigkeitsabsorbierenden Kern. Die Spinnvliesschicht besteht aus Mikrofilamenten, die aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind. Vorzugsweise sind die Mikrofilamente hydrophil ausgerüstet, beispielsweise durch eine zusätzliche Additivierung.
Eine andere Ausgestaltung eines Produktes sieht vor, ein Medikalprodukt mit zumindest einer Spinnvliesschicht auszustatten, wobei die Spinnvliesschicht Mikrofilamente aufweist, die aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind. Die Mikrofilamente bilden eine Barriere, die luftdurchlässig ist.
Eine weitere Anwendung sieht vor, die Filamente in einem Klett-Verschlusssystem mit einem Hakenbereich und einem Bereich anzuwenden, in dem sich die Haken verfangen. Die Haken verfangen sich in einem Spinnvlies aus Mikrofilamenten, wobei die Mikrofilamente aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind. Vorzugsweise sind die Mikrofilamente mindestens 10 cm lang und bilden aufgrund einer Prägemusters erzeugte Wölbungen, in die sich die Haken verfangen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird eine Spinnvliesschicht aus Mikrofilamenten, die aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind, als Filter verwendet. Vorzugsweise sind die Mikrofilamente länger als 5 cm, insbesondere länger als 10 cm. Dadurch lässt sich ein einzelnes Mikrofilament mehrfach mit seiner Umgebung verbinden und damit sichern. Insbesondere in Bereichen, in denen eine hohe Sicherheit gegeben sein muß, sind daher Filtermaterialien mit diesen Mikrofilamenten vorzugsweise einsetzbar. Dieses kann die Blutfiltration ebenso wie die Luftfiltration für hochreine Räume beispielsweise betreffen. Weiterhin weist dieser Filter auch eine hohe Festigkeit zur Verfügung. Er eignet sich dadurch auch insbesondere als Partikelabscheider bei hohen wirkenden Druckdifferenzen. Die Mikrofilamente können insbesondere als Feinstfilter eingesetzt werden. Vorzugsweise ist dem Feinstfilter zumindest ein Vorfilter vorgeschaltet, der Grobpartikel zurückhält.
Eine weitere Anwendung der Mikrofilamente betrifft die Verwendung als Speichermedium für Flüssigkeiten und insbesondere Gase. Auch können die Mikrofilamente Substanzen oder auch andere Mittel abgeben, beispielsweise Duftstoffe oder anderes.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Spinnvlieses aus thermoplastischem Material zur Verfügung gestellt, wobei das Spinnvlies Mikrofilamente hat und die Mikrofilamente aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind. Das thermoplastische Material wird vor dem Verspinnen auf eine Temperatur erhitzt, dass beim anschließenden Verspinnen die erzeugten Filamente an ihrer Oberfläche zumindest teilweise oxidieren, wobei die Filamente erst dann aufsplittern, wenn die Temperatur in ihrem Inneren soweit abgekühlt ist, dass ein Oxidieren der Mikrofilament vermieden wird. Hierbei wird bezüglich der Art des Verspinnens, der Mikrofilamente und Filamente und insbesondere bezüglich der baulichen Gegebenheiten auf die WO 01/00909 A1 verwiesen, auf die vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Spinnvlieses aus thermoplastischem Material zur Verfügung gestellt, wobei das Spinnvlies Mikrofilamente hat und die Mikrofilamente aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind. Das thermoplastische Material wird vor dem Verspinnen auf eine Temperatur erhitzt, so dass beim anschließenden Verspinnen die erzeugten Filamente an ihrer Oberfläche zumindest teilweise oxidieren, wobei nach Aufsplitten der Filamenten zu Mikrofilamenten eine derartige Wärmezufuhr zu den Mikrofilamenten erfolgt, dass auch diese zumindest teilweise an ihrer Oberfläche oxidieren.
Vorzugsweise erfolgt die Wärmezufuhr über Wärmestrahlung oder Konvektion. Beispielsweise wird die der Spinndüse nachgeordnete Düse beheizt, so dass einerseits die durchgeführte Luft erhitzt wird. Andererseits gibt die Luft Wärme an die Filamente bzw. Mikrofilamente ab, so dass Reaktionen an der Filament- bzw. Mikrofilamentoberfläche sich abspielen können.
Allgemein kann auch bei anderen Verfahren zur Erzeugung von Mikrofilamenten durch Aufplatzen von Filamenten es vorteilhaft sein, die der Spinndüse nachgeordnete Düse aufzuheizen.
Ein weiterer Gedanke zur Herstellung von Mikrofilamenten aus aufgeplatzten Filamenten sieht vor, dass das Fluid, welches die Filamente umströmt, nicht nur die Filamente bzw. Mikrofilamente verstreckt. Vielmehr dient das Fluid zumindest für eine Substanz als Träger, damit die Substanz mit der Filament- bzw. Mikrofilamentoberfläche in Verbindung gerät. Die Substanz kann sich insbesondere an der jeweiligen Oberfläche anlagern.
Ein zusätzlicher Gedanke zur Herstellung von Mikrofilamenten aus aufgeplatzten Filamenten sieht vor, dass die Mikrofilamente zumindest ansatzweise aufgedreht sind, beispielsweise in Helixform. Eine Verdrehung der Mikrofilamente wird beispielsweise vor der Ablage erzeugt werden, indem die Mikrofilamente an ihrer Oberfläche unterschiedlich verstreckt bzw. abgekühlt werden. Dieses erfolgt insbesondere in dem Moment des Aufplatzens der Filamente. Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch Bikomponenten-Filamente eine Verdrehung zu erzeugen. Eine Aufdrehung kann auch nachträglich beispielsweise durch Erhitzung der Mikrofilamente erfolgen. Vorzugsweise weisen verdrehte Mikrofilamente zu benachbarten Mikrofilamenten mehr als einen Kontaktpunkt auf, insbesondere sind zwei oder mehr Mikrofilamente ineinander verdreht und bieten dadurch dem erzeugten Vlies eine zusätzliche Stabilität. Gemäß einer Weiterbildung werden die gekrümmten Mikrofilamente nicht weiter miteinander verbunden. Vielmehr erfolgt die einzige Stabilisierung des Vlieses durch die bei der Herstellung gewonnenen Kreuzungspunkte der Mikrofilamente.
Gemäß einem zusätzlichen Gedanken der Erfindung wird eine Spinnvliesanlage mit einem ersten Spinnbalken zur Verfügung gestellt, wobei der erste Spinnbalken derart ausgestaltet ist, dass erzeugte Filamente vor einem Ablegen auf einer bewegbaren Unterlage zu Mikrofilamenten aufplatzen. Die Spinnvliesanlage weist zumindest eine Zuführung für ein thermoplastisches Material auf, das mit den Mikrofilamenten ein Laminat bildet, wobei die Spinnvliesanlage eine Vorrichtung zum Verbinden der Mikrofilamente mit dem thermoplastischen Material hat. Vorzugsweise kann eine Verbindung zwischen den Mikrofilamenten und dem thermoplastischem Material durch eine Druck- und Hitzeeinwirkung erfolgen. Auch kann das thermoplastische Material beispielsweise auf die Mikrofilamente aufgebracht werden, beispielsweise in zumindest noch nicht erstarrter Form aufgegossen werden. Die Verbindung von Mikrofilamenten und thermoplastischem Material zu einem Laminat kann mittels elektrostatischer Aufladung unterstützt werden.
Das Laminat kann zwei- oder mehrlagig sein. Die einzelnen Schichten des Laminates können untereinander auf gleiche oder unterschiedliche Weise miteinander verbunden sein. Beispielsweise können die Schichten thermobondiert sein, mittels Klebemittel oder auch beispielsweise über Wasserstrahlverfestigung das Laminat bilden. Klebemittel sind insbesondere Klebefasern, Polymere, die erhitzt werden und beim Abkühlen eine Verbindung zwischen zwei Schichten schaffen sowie beispielsweise Holtmelt-Kleber. Der Auftrag der Klebemittel erfolgt beispielsweise über Versprühen oder auch in Form eines Schaumauftrages.
Eine weitere Ausgestaltung einer Spinnvliesanlage mit einem ersten Spinnbalken, der derart ausgestaltet ist, dass erzeugte Filamente vor einem Ablegen auf einer bewegbaren Unterlage zu Mikrofilamenten aufplatzen, sieht vor, dass eine einseitige Anströmung der Filamente mit einem Fluid vorgesehen ist, bevor die Filamente in eine der Spinndüse nachgeordnete Düse eintreten. Vorzugsweise erfolgt eine Anströmung von einer Seite, die senkrecht zur Austrittsrichtung des thermoplastischen Materials aus einer Spinndüse steht. Auf diese Weise lässt sich das Filament durch das Fluid ummanteln. Dieses birgt den Vorteil, dass eine weitgehend laminare Strömung von vornherein gegeben ist und das Fluid nicht umgelenkt werden muß, bevor auf das thermoplastische Material strömt.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird eine Spinnvliesanlage mit einem ersten Spinnbalken zur Verfügung gestellt, wobei der erste Spinnbalken derart ausgestaltet ist, dass erzeugte Filamente vor einem Ablegen auf einer bewegbaren Unterlage zu Mikrofilamenten aufplatzen. Die Spinnvliesanlage hat eine Heizvorrichtung vorgesehen, um ein die Filamente umströmendes Fluid auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur eines thermoplastischen Materials der Filamente zu erhitzen. Auf diese Weise kann beispielsweise ein vollständige Oberflächenoxidierung der Mikrofilamente erfolgen. Auch kann auf diese Weise ein Verkleben der Mikrofilamente untereinander erzeugt werden. Vorzugsweise entfällt dadurch eine nachträgliche weitere Stabilisierung des erzeugten Vlieses.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie Merkmale sind in der nachfolgenden Zeichnung dargestellt und beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Spinnvliesanlage,
2 eine schematische Ansicht eines Filamentes,
3 eine schematische Ansicht eines Hygieneproduktes,
4 eine schematische Ansicht eines Lagenproduktes mit einem Barrierematerial,
5 eine schematische Ansicht eines Medikalproduktes,
6 eine schematische Ansicht eines Klettverschluss-Systems.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Spinnvliesanlage 1. Aus einer Spinndüse 2 tritt ein geschmolzenes thermoplastisches Material 3 aus und bildet ein Filament 4. Das Filament wird von einem Fluidstrom 5 umgeben, der durch Pfeile angedeutet ist. Der Fluidstrom 5 umgibt das Filament 4 vorteilhafterweise direkt nach Verlassen des thermoplastischen Materials 3 aus der Spinndüse 2. Der Fluidstrom kann mittels einer Beheizung 6 aufgeheizt werden, insbesondere oberhalb einer Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials. Bei Verwendung von mehreren thermoplastischen Materialien zur Bildung der Filamente 4 kann die Aufheizung auch so erfolgen, dass die Schmelzetemperatur nur von einem der thermoplastischen Materialien überschritten wird. Das Filament 4 tritt in eine Düse 7 ein, die vorzugsweise eine Lavaldüse ist. Der Fluidstrom 5 beschleunigt das Filament 4, verstreckt dieses dabei. Gleichzeitig wird aufgrund der Beschleunigung in der Düse 7 der Druck abgesenkt. Beim Austritt des Filaments 4 bzw. innerhalb der Düse 7 kommt es zum Zerplatzen des Filaments 4, wobei aus dem einzelnen Filament 4 eine Vielzahl an Mikrofilamenten 8 gebildet Die Mikrofilamente 8 werden auf einer bewegbaren Unterlage 9 abgelegt und bilden ein noch unverfestigtes Spinnvlies 10. Unterhalb der Unterlage 9 ist vorzugsweise eine Absaugung 11 angeordnet. Die Absaugung 11 führt den Fluidstrom 5 fort, so dass die Ablage der Mikrofilamente 8 auf der Unterlage 9 möglichst ungestört erfolgen kann. Vorzugsweise ist die Unterlage in einem Abstand zur Spinndüse 2 von weniger als 50 cm angeordnet.
Insbesondere lässt sich dieser Abstand variieren, um unterschiedliche Produkteigenschaften einstellen zu können. Insbesondere lässt sich auch der Abstand der Düse 7 zur Spinndüse 2 ebenfalls variieren. Auf die Unterlage 9 wird über eine erste Zuführung 12 für thermoplastisches Material beispielsweise ein vorverfestigtes Vlies, ein Netz oder ein anderes Material zugeführt. Dieses kann beispielsweise als Stützstruktur dienen. Über eine zweite Zuführung 13 wird beispielsweise ein geschmolzenes thermoplastisches Material auf die Mikrofilamente 8 aufgebracht. Der zweiten Zuführung nachgeordnet ist eine Vorrichtung 14 zur Verbindung der Mikrofilamente 8 mit dem thermoplastischem Material.
2 zeigt in schematischer Ansicht ein Mikrofilament 8, das teilweise gekrümmt ist. Eine Krümmung kann insbesondere so stark ausgeprägt sein, dass sich das Mikrofilament verdreht und dabei eine dreidimensionale Gestalt annimmt. Dadurch verkürzt sich die Gesamtlänge und gleichzeitig nimmt das Mikrofilament 8 ein größeres Volumen ein. Weiterhin ist dargestellt, dass das Mikrofilament 8 beispielsweise Körper aufweist, Additive oder anderes, die sich an der Oberfläche und auch im Inneren des Mikrofilamentes 8 befinden können.
3 zeigt in schematischer Ansicht ein Hygieneprodukt 15 mit einer flüssigkeitsdurchlässigen Oberseite 16 und einer flüssigkeitsundurchlässigen Unterseite 17. Zwischen der Oberseite 16 und der Unterseite 17 ist ein flüssigkeitsaufnehmender und -speichernder Kern 18 angeordnet. Vorzugsweise weisen Ober- wie Unterseite oben beschriebene Mikrofilamente auf. Vorzugsweise sind die Mikrofilamente der Oberseite Hydrophil ausgestattet, während die Mikrofilamente der Unterseite hydrophob ausgestattet sind.
4 zeigt in schematischer Ansicht ein Lagenprodukt 19 mit einem Barrierematerial 20. Das Barrierematerial weist oben beschriebene Mikrofilamente auf. Benachbart zum Barrierematerial 20 ist beispielsweise ein Verstärkungsvlies 21 angeordnet. Das Barrierematerial 20 bzw. das Lagenprodukt 19 kann in unterschiedlichen Produkten Verwendung finden, beispielsweise in Bauprodukten, in Medikalprodukten, in Filteranwendungen, in Hygieneprodukten, als Speichermedium, als Schallschluckeinrichtung, in Sanitärprodukten, in Haushaltsprodukten, in Verpackungen etc.
5 zeigt eine schematische Ansicht eines Medikalproduktes. Das Medikalprodukt ist wie hier angedeutet beispielsweise ein Pflaster 22. Das Pflaster weist als Wundauflage Mikrofilamente 8 auf. Diese sind in der Lage, atmungsaktiv die Wunde zu bedecken und gleichzeitig Feuchtigkeit in Dampfform und/oder auch Flüssigkeit zu einer Speicherlage beispielsweise durchzulassen. Andererseits werden Partikel oder anderes zurückgehalten. Gemäß einer nicht näher dargestellten Ausführungsform kann auch zumindest der überwiegende Teil des Medikalproduktes Mikrofilamente 8 aufweisen. Neben der Verwendung für Pflaster können die Mikrofilamente auch in OP-Bekleidungen, Teilen davon, in Handschuhe, Überzügen, Abdeckungen etc. Verwendung finden.
6 zeigt in schematischer Ansicht ein Klettverschluß-System 27. Mikrofilamente 8 sind teilweise mit einem Träger 28 verbunden und bilden Verhakungszonen für entsprechende Haken 29 des Systems 27.

Claims

Spinnvlies aus thermoplastischem Material, wobei die Mikrofilamente aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrofilamente eine Länge von mindestens fünf Zentimeter aufweisen, einen Filamentdurchmesser von unterhalb 1,0 μm haben und miteinander an diskreten Stellen verbunden sind, und dass die Mikrofilamente an der Oberfläche nur in Teilbereichen thermisch oxidiert sind, während andere Bereiche thermisch nicht oxidiert sind.
Spinnvlies nach Anspruch 1, dass durch Erzeugung von Mikrofilamenten aus aufgeplatzten Filamenten erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente einen Zusatz aufweisen.
Spinnvlies nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente zumindest teilweise einen Körper als Zusatz aufweisen, der einen Durchmesser aufweist, der zwischen das 0,3 bis 0,8-fache eines Durchmessers eines Filaments beträgt.
Spinnvlies nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz SAP aufweist.
Spinnvlies nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz ein Additiv, insbesondere ein Farbadditiv, aufweist.
Spinnvlies nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz einen Anteil von mindestens 10 Volumen-Prozent am Filament hat.
Spinnvlies mit Mikrofilamenten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Filamente zumindest zwei unterschiedliche Werkstoffe aufweisen.
Spinnvlies nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffe zwei thermoplastische Materialien sind.
Spinnvlies nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastischen Materialien einen unterschiedlichen MFI aufweisen.
Spinnvlies nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrofilamente, die aus Filamenten stammen, unterschiedliche Polymere aufweisen.
Spinnvlies mit Mikrofilamenten nach Anspruch 7, 8, 9 oder 10, die aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrofilamente zumindest teilweise gekrümmt verlaufen.
Barrierematerial mit einem Spinnvlies nach einem der vorgenannten Ansprüche, das eine Barriereeigenschaft, gemessen als Wassersäule von mindestens 30 cm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Barrierematerial ein Spinnvlies aus Mikrofilamenten ist, die aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind.
Barrierematerial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Außenschicht eines Produktes bildet.
Barrierematerial nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Barrierematerial ein Spinnvliesschicht aus schmelzgeblasenem thermoplastischen Material als Stützmaterial aufweist, auf welches die Mikrofilamente aufgebracht und an diskreten Orten durch Hitze- und Druckeinwirkung verbunden sind.
Bauprodukt, das wasserdampfdurchlässig aber wasserundurchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Barrierematerial aus Mikrofilamenten gemäß den Ansprüchen 12 bis 14 aufweist.
Hygieneprodukt mit zumindest einer Spinnvliesschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einem flüssigkeitsabsorbierenden Kern, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnvliesschicht eine Barriere für aus dem Kern austretende Flüssigkeit bildet.
Hygieneprodukt mit zumindest einer Spinnvliesschicht als Oberlage und einem flüssigkeitsabsorbierenden Kern, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnvliesschicht ein Spinnvlies nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ist.
Medikalprodukt mit zumindest einer Spinnvliesschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnvliesschicht ein Spinnvlies aus Mikrofilamenten nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ist, wobei die Mikrofilamente eine Barriere bilden, die luftdurchlässig ist.
Klett-Verschlusssystem mit einem Hakenbereich und einem Bereich, in dem sich die Haken verfangen, dadurch gekennzeichnet, dass die Haken sich in einem Spinnvlies aus Mikrofilamenten nach einem der Ansprüche 1 bis 11 verfangen.
Verfahren zur Herstellung eines Spinnvlieses aus thermoplastischem Material, wobei das Spinnvlies Mikrofilamente hat und die Mikrofilamente aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material vor dem Verspinnen auf eine Temperatur erhitzt wird, dass beim anschließenden Verspinnen die erzeugten Filamente an ihrer Oberfläche zumindest teilweise oxidieren, während die Filamente erst dann aufsplittern, wenn die Temperatur in ihrem Inneren soweit abgekühlt ist, dass ein Oxidieren der Mikrofilamente vermieden wird.
Verfahren zur Herstellung eines Spinnvlieses aus thermoplastischem Material, wobei das Spinnvlies Mikrofilamente hat und die Mikrofilamente aus aufgeplatzten Filamenten entstanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material vor dem Verspinnen auf eine Temperatur erhitzt wird, dass beim anschließenden Verspinnen die erzeugten Filamente an ihrer Oberfläche zumindest teilweise oxidieren, wobei nach Aufsplitten der Filamente zu Mikrofilamenten eine derartige Wärmezufuhr zu den Mikrofilamenten erfolgt, dass auch diese zumindest teilweise an ihrer Oberfläche oxidieren.
Spinnvliesanlage mit einem ersten Spinnbalken, wobei der erste Spinnbalken derart ausgestaltet ist, dass erzeugte Filamente vor einem Ablegen auf einer bewegbaren Unterlage zu Mikrofilamenten aufplatzen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizvorrichtung vorgesehen ist, um ein die Filamente umströmendes Fluid auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur eines thermoplastischen Materials der Filamente zu erhitzen, und dass eine einseitige Anströmung der Filamente vorgesehen ist, bevor die Filamente in eine Düse eintreten.